Remplissage des assises

Le remplissage d’une assise fut un processus complexe qui de plus a du se réaliser rapidement en manutentionnant en moyenne 1200 t de gros blocs par jour qui plus est avec une certaine précision, pour que la pyramide s’élève bien droite avec une géométrie parfaite.

Tout défaut d’alignement de l’assise devait être banni, surtout sur les premières qui orientent définitivement le bâtiment, de même il fallait que les arêtes du parement montent non seulement bien alignées, mais encore bien orientées pour que les 4 arêtes se rejoignent exactement au sommet.

Orientations et niveau:

Les anciens Égyptiens ne nous ont rien laissé des méthodes de mesures qu’ils ont utilisé pour cela.

On peut imaginer une méthode hydraulique pour l’horizontalité, par exemple plusieurs bassines réparties sur l’assise et reliées entre elles par des tuyaux, c’était tout à fait dans leurs moyens technologiques, les tuyaux ayant pu être fait de boyaux d’animaux traités et assemblés entre eux, les bassines en bois ou en céramique, il pouvaient ainsi vérifier l’horizontalité avec une précision millimétrique, pierre par pierre au besoin. Le niveau de référence à établir en premier lieu étant celui des 4 blocs d’angles.

Reste l’alignement des 4 faces et arêtes, les 4 blocs d’angle donnant à la fois le niveau de référence de l’assise, son coté exact et l’orientation exacte des faces et des arêtes.

L’examen des quelques blocs du parement encore présents à la base de la pyramide, nous renseigne sur l’extrême précision de fabrication de ces pierres, on peut donc aisément supposer que les pierres d’angles avaient une géométrie parfaite à mieux que le millimètre. Cependant une dérive de 1 de mm dans les dimensions ou dans  l’assemblage s’empilant sur 210 assises pouvait se traduire par un écart aléatoire allant jusqu’à 21 cm au sommet ce qui n’était pas acceptable.

L’examen des blocs du parement de la base nous renseigne sur le fait que ces blocs étaient posés sur une fine couche de mortier, ce qui est une disposition redoutable (tout carreleur vous le dira) car si en jouant sur le mortier on pouvait rectifier un écart d’horizontalité, on pouvait tout aussi bien en créer un!

Il fallait donc pouvoir positionner ces blocs d’angle pesant quelques tonnes avec une précision millimétrique, ils avaient un moyen très performant, fort et précis pour les déplacer à l’horizontale avec le pousseur d’assise à pendule, mais encore fallait-il savoir où les positionner très exactement.

L’orientation très précise nord – sud des faces est ouest de la pyramide, peut être interprétée comme étant un moyen d’utiliser le soleil au moins pour vérifier les alignements et les pentes des faces et des arêtes.

L’angle des faces avec l’horizontale fait 51.8°, l’angle des arêtes avec l’horizontale dans le plan de deux arêtes en diagonale fait 42°.

Une simulation sur le logiciel astronomique Stellarium, nous montre que pour les faces nord, est et ouest, deux fois par an, au midi solaire ainsi que le soir et le matin quand le soleil est exactement à l’est ou à l’ouest, la pyramide « avalait » très exactement son ombre, il y avait donc moyen ces jours là d’aligner les  premières pierres d’angle de ces faces. Il fallait conserver en mémoire ces deux jours là pour vérifier par la suite que les faces en cours d’élévation avalaient toujours leurs ombres et restaient alignées.

Au rythme de 1200 t / jour les premières assises se remplissaient en 3 mois environ, ce qui laissait l’opportunité de faire cette vérification des assises deux par deux, ce qui laisse peu de chances à une dérive importante de s’installer, une correction éventuelle ne laissait d’apparent qu’une minuscule « dent ».

L’alignement des arêtes Nord était aussi vérifiable au soleil, deux fois par an à l’azimut 135° et 225° le soleil avait une hauteur de 42° qui est l’angle de cette arête avec l’horizontale dans ces azimuts, ce jour là, un petit fil à plomb aligné sur la partie haute de l’arête devait voir son ombre portée, non seulement alignée avec l’arête, mais la couvrir toute entière. Le jour suivant, le soleil étant légèrement plus haut on pouvait observer celui-ci éclairer l’arête alors que les deux faces sont dans l’ombre, autre moyen de vérifier le bon alignement des arêtes.

Ainsi contrôlée la pyramide avait aucune chance de partir en « vrille ».

En les orientant nord – sud on peu constater ici que le soleil donnait aux constructeurs des pyramides les moyens d’une grande précision d’exécution sur des dimensions considérables . Pourquoi s’en priver!

On peu se douter que les angles et les dimensions ne venaient pas par hasard, ils étaient soigneusement choisis en fonction du soleil.


Assemblage des assises:

Une fois les 4 blocs d’angles posés avec précision le remplissage de l’assise se faisait en plusieurs temps:

  • Maçonner la parti centrale nord que ce soit le soubassement ou la construction d’une chambre ou d’une galerie.
  • Poser les pierres du parement Est et Ouest
  • Poser les blocs de remplissage des extrémités vers le centre en lignes successives et parallèles, en commençant par poser la pierre de parement qui commence une ligne.

 

Blocs de remplissage:

Les blocs de remplissage firent l’essentiel de la charge de travail pour assembler une assise.

Remplir l’assise d’une pyramide est comme faire le pavement d’une terrasse, mais avec des dalles pesant plusieurs tonnes, il fallait non seulement faire vite mais bon du premier coup.

Je propose une organisation générale en plusieurs îlots

  1. Les carrières qui extraient et envoient les blocs au rythme du chantier vers un premier site de stockage et préparation  au pied de la pyramide.
  2. Sur ce site, deux stocks intermédiaires, l’un distribuant les blocs  pour l’assise du jour, l’autre stockant les blocs extraits de la carrière et les classant suivant le calepinage pour l’assise du lendemain.
  3. Un monte charge à flotteur coulé qui utilise la fosse « à barque solaire » au SE de la pyramide, recevant les blocs du stock intermédiaire du jour et les hissant sur la plateforme de lancement à 6.5 m du sol. Ce monte charge tient lieu également de balance pour ajuster le poids du bloc au « poids du jour ».
  4. Un plateau de lancement qui recevant les blocs devant monter dans la pyramide, les oriente face à la galerie d’accès et leur fait dévaler la rampe de lancement.
  5. Un ensemble de monte charges hydrauliques à plusieurs étages qui achemine les pierres vers l’assise en cours d’achèvement et qui redescend le lest, les sacs vides et les roulements avec les opérateurs.
  6. Une équipe fournissant l’énergie des monte charges, qui escalade une face de la pyramide avec des échelles, puis descend sur le plateau des monte charge avec le lest, les sacs et les roulements et les évacue vers le parvis de la pyramide.
  7. Une équipe de gestion des oscillations qui détermine le poids qui descend et quand il descend.
  8. Sur l’assise une équipe de réception du plateau du monte charge qui  réceptionne et oriente les blocs et fait redescendre les lests, les sacs et les roulements.
  9. Quatre équipes qui posent les pierres fonctionnant en parallèle aux quatre coins de l’assise et qui chargent en retour l’ascenseur avec les ballast, sacs vides et roulement.

J’en déduis la dynamique suivante qui est celle d’une chaîne de production à flux tendu pour une cadence moyenne de 90 s par bloc:

  • Le pouls était donné par l’ascenseur de la grotte qui oscillait avec la régularité d’un métronome, comme son fonctionnement était silencieux, un gong sur l’assise battait la cadence. Si le gong s’arrêtait tout travail s’arrêtait sur le plateau sauf les blocs en mouvement qui n’entendent rien.
  • La période d’oscillation étant de l’ordre de 10 s le responsable des oscillations avait droit à 9 cycles du monte charge pour monter un bloc moyen puis régler toute la problématique de l’équilibrage entre la charge qui monte et le poids qui descend.
  • Les blocs étant tous différents, mais lestés pour peser le poids du jour. Le poids complémentaire sous forme de sacs de sable, de lest, voire d’opérateurs, fut ajusté au moment de la pesée, il était marqué sur le bloc et enregistré à l’arrivée car à un moment ou un autre (sauf pour le sable) il avait à redescendre.  C’est une régulation numérique précise un pour un.
  • Un bloc arrivant sur l’assise toutes les 90 secondes, chaque poste de pose fonctionnant en même temps aux quatre coins de la pyramide dispose de 4 x 90 s = six minutes pour poser un bloc.
  • Le bloc qui sort de la cage du monte charge, porte la marque de l’équipe qui va le poser, on sait vers où le diriger d’abord Est ou Ouest, puis nord ou sud.
  • Le bloc est délesté puis prend une rampe de lancement Est ou Ouest qui l’accélère, il a sur l’assise moyenne un maximum de 170 m à parcourir à l’horizontale, avec une résistance au roulement de l’ordre de 1%, il doit partir d’une hauteur de 1.7 m pour vaincre cette résistance + une hauteur variable suivant l’assise de l’ordre de 0.5 m pour conserver la vitesse résiduelle qui le fera basculer et tomber sur le sol au point de pose.
  • Les rouleaux à plots sur lesquels il circule, sont guidés par des rails qui permettent de prendre des virage d’un rayon de l’ordre de 10 m, à un endroit choisi de la piste une bifurcation nord sud avec un aiguillage, oriente le bloc qui continue sa route jusqu’à sa destination finale.
  • Arrivé à son emplacement, une buté bloque sa progression, son énergie cinétique le fait basculer d’un quart de tour et tomber de son roulement sur l’assise, proche de son emplacement final, il conserve cependant une vitesse horizontale résiduelle qui le fait riper et se coller contre le bloc précédemment posé. Cependant pour une raison évidente, il reste un espace latéral entre le bloc et la rangée déjà posée.
  • Un pousseur d’assise qui l’attendaient le presse contre la rangée existante, ce sera son ultime ajustement, il est maintenant à la place où il se trouve encore aujourd’hui.
  • L’assise moyenne fait 170 m de base, le trajet moyen du bloc sur l’assise fait la longueur d’une demi base donc 85 m, son temps de trajet moyen est de 20 s.
  • Il reste donc 340 s à l’équipe de calepinage pour poser le bloc et préparer la réception du bloc suivant.
  • Il faut commencer par raccourcir le rail de la longueur du bloc posé et déplacer la butée de blocage.
  • Ils faut vider les sacs de sable dans les trous et faire retourner le roulement et les sacs vides vers la cage du monte charge en utilisant la piste qui est libre pendant 270 secondes.
  • Le lest déjà mis de coté à la sortie du monte charge sera renvoyé au parvis avec le roulement sur les prochaines descentes du monte charge sur ordre du responsable des oscillations, les opérateurs attendent près de l’orifice de la cage l’ordre de monter sur le plateau en chargeant plus ou moins de lest, de sacs et de roulements sur le plateau.

Ci dessous une petite animation qui montre l’arrivée et le débarquement des pierres sur l’assise:

Blocs du Parement:

Les blocs du parement sont posés avant les blocs de remplissage, en commençant par poser les 4 angles, puis en remontant vers le centre des faces est et ouest, par les quatre équipes de calepinage d’assises.

Le mode opératoire pour le voyage sur l’assise et le basculement du bloc en phase finale est le même que pour les blocs de remplissage.

Contrairement aux blocs de remplissage, les blocs de parement ont des joints parfaitement plans et  qui reçoivent un mortier, le mortier sur la face du bloc arrivant qui va se plaquer sur le bloc précédent a été apposé soigneusement juste avant le départ du bloc vers la pyramide, le mortier sur la face adjacente du bloc déjà posé a été apporté sur l’assise, il y en a une couche très mince.

Le processus de pose du bloc de parement diffère très peu du processus de pose du bloc de remplissage en ce qui concerne son transport sur l’assise et son basculement à l’arrivée, suivit d’un ripage au sol qui a lieu toutefois sur du mortier.

Emporté par son élan le nouveau bloc plaque avec force sur le bloc précédent en écrasant la couche de mortier sous la pression, d’abord de la chute pour la face  horizontale, puis du choc pour la face verticale.

Mais par sécurité, le bloc a été posé en retrait de quelques centimètres de la face de la pyramide, le pousseur d’assise va lui faire gagner son emplacement exact à moins d’un mm près, car il peut exercer une force suffisante pour bouger le bloc et être arrêté par une butée sur l’assise pour la précision.

Avec l’expérience de l’opérateur du pousseur, comme la force exercée est maximum à l’approche du sommet de l’oscillation, il peut contrôler son mouvement à la volée, avec précision et sécurité. S’il est facile de pousser le bloc vers l’extérieur, le faire rentrer dans l’assise en cas de dépassement sur la face est d’une autre difficulté!

Une fois les faces Est et Ouest posée, les blocs de remplissage seront posés par rangées parallèle à ce muret que forme le parement. Les blocs du parement des faces nord et sud, seront posés, comme première pierre de chacune des rangées de remplissage.

Maçonneries des volumes internes:

La maçonnerie des volumes internes engage très peu de blocs à poser, mais avec beaucoup de soin et de précision, même pour la construction du soubassement, car de la qualité du soubassement dépend la stabilité des volumes.

La chambre haute est conçue étanche à l’air, toute fissure risque de ruiner l’ensemble du projet, c’est pourtant ce qui est arrivé quand un tassement non prévu du soubassement sous cette chambre a fait se casser les poutres du plafond, les constructeurs ont pu réparer en bouchant les fissures au plâtre.

Il est probable que le raccordement entre les blocs de remplissage et la maçonnerie centrale des volumes ait été réalisé par endroits avec un joint de sable, pour éviter des contraintes néfastes dues à la médiocre qualité des faces des blocs de remplissage.

Compte tenu du faible volume et du travail en temps masqué, des méthodes de manutention plus rudimentaires seront mises en oeuvre, ce qui n’empêchera pas l’utilisation de pousseurs à pendule.

Se pose maintenant la question, comment intégrer les déchets de taille dans l’assise?

Les déchets de taille sous forme de sable fin sont produits en même temps que les blocs. Si on cherchait à l’inclure dans la pyramide avec un processus particulier au sable, il aurait fallu attendre que les blocs d’une assise soient posés pour intégrer le sable, car on ne peut mélanger deux processus sur un même lieu et il faut bien créer les trous avant de les boucher.

Il aurait donc fallu stocker, la valeur d’une assise en sable avant le l’intégrer. L’assise moyenne qui fait 170 m de coté et 0.7 m de hauteur représente un volume de 20 200 M³ dont les 4/5 sont faits de blocs, mais 1/5 de sable, soit environ 4 000 M³ de sable ce qui est considérable, et pose un problème de modalité de stockage puis de reprise.

La durée de pose d’une assise moyenne à raison de 90 secondes par M³ est de l’ordre de 1 mois, il ne parait pas évident de maintenir pendant des mois un gros tas de sable sans qu’il soit un jour ou l’autre dispersé par le vent venant du désert.

Il fallait donc intégrer le traitement du sable dans le processus des blocs.

Il fallait pour cela conditionner le sable dans un conteneur qui se manutentionne comme un bloc, mais comme le volume à remplir étant chaque fois variable, on comprend intuitivement que l’on avait intérêt à fractionner ce volume autant que possible tout en le standardisant, pour faciliter la manutention des conteneurs et le remplissage des trous.

Pour 4 blocs solides qui montent il y a 1 M³ de sable qui doit monter en moyenne.

Pour fractionner le volume au maximum ils disposaient de 9 courses de l’oscillateur par bloc, pour 4 blocs 36 courses, soit 36 courses en tout pour élever 1 M³ de sable, soit un volume de 1 / 36 = 28 l par course, pour rendre le conteneur parfaitement facile à manutentionner on pouvait le diviser encore en deux donnant deux sacs de 14 l pesant 40 KG par course.

Ainsi ces sacs en toile, peuvent être facilement remplis dans les carrières au fur et à mesure de la taille des blocs et faire le voyage des carrières vers l’assise en partie entassés sur les blocs pour en normaliser le poids au poids du jour, en partie sur un plateau porteur.

Nul besoin de précautions particulières pour éviter la dispersion du sable sur le chantier et le remplissage complet de n’importe quel volume et configuration de trou est très facile.

Une fois vidés, il est aisé d’entasser les enveloppes dans un des sacs,et de les faire rejoindre les carrières avec les rouleaux.

Traitement des mégalithes sur l’assise

Calepinage des assises

A moins de démonter complètement la pyramide, ce qui j’espère n’arrivera jamais, on ne connaîtra jamais le calepinage exact des assises de la pyramide.

Ce qui est arrivé à la pyramide de Meidoum exprime très bien les conséquences désastreuses d’une conception incorrecte des assises.

Le peu que l’on en voit dans la pyramide montre deux choses, un soucis de décaler les blocs dans leur empilage en hauteur et un grand désordre dans les dimensions des blocs sur une même assise.

KheopsCavité 80mPour n’en montrer que deux exemples ci dessous:

 

 

 

 

Kheops-Assises

Mes constatations sont:

  • La seule dimension rigoureuse des blocs sur une assise donnée était la hauteur, les autres dimensions pouvaient varier dans de grandes proportions.
  • La forme parallélépipédique des blocs était assez grossière, ils ont été taillés « à la va vite » et non repris pour être ajustés.
  • L’empilement reste approximatif, les joints sont parfois assez bien ajustés sur les blocs qui sont juste derrière ceux du parement, mais très grossiers quand on s’enfonce dans la pyramide.
  • Toutes proportions gardées, cet assemblage fait penser à ceux que l’on trouve dans les murs en pierres sèches, empilage soigné et « savant », juste pour que ça tienne.

Cette diversité des blocs assemblés, rend peu probable un montage des assises au fil des sorties des blocs des carrières, devant la difficulté de manutention due à la taille des blocs, il fallait poser le bon bloc au bon endroit du premier coup.

Il fallait donc avant que les blocs soient envoyés vers la pyramide qu’ils soient classés dans le bon ordre pour s’empiler correctement, en respectant un chaînage horizontal.

Pour faire cela, il fallait donc deux stocks tampons dont la capacité de stockage soit de un jour de montage chacun, celui du jour en cours de montage et celui de lendemain, soit environ 400 blocs par stock

Le stock du jour alimente le monte charge, le stock de lendemain reçoit les blocs de la carrière.

Dans le stock du lendemain l’équipe de calepinage de l’assise du lendemain utilise un dispositif qui lui permet de sélectionner et d’orienter les blocs venant des carrières vers 4 lignes de stockage, une par équipe sur l’assise,  dans laquelle ils sont empilés par ordre de passage.

En étudiant l’extraction des blocs, on constate qu’en fait les blocs sont obtenus en cassant un mur d’une certaine longueur détaché du banc de taille par un sillon étroit de 17 cm. Ce mur initial était donc à la verticale, ce que sera la portion d’assise qu’il alimentera en blocs posés à l’horizontale, les blocs ainsi obtenus devaient se retrouver dans le stock intermédiaire dans l’ordre dans lequel ils avaient été cassés pour reconstituer le mur sur l’assise de la pyramide à l’horizontale.

Pour 4 blocs taillés on récupère un peu plus que le volume d’un bloc en déchets de taille qui ici ressemblent à du sable fin.

Ce sable doit être réintroduit dans la pyramide en laissant en moyenne, l’équivalent d’un bloc vide, tous les 4 blocs, ce qui peut être obtenu en laissant quelques trous, mais aussi en laissant des joints assez grossiers entre certaines rangées de blocs.

Bien évidemment pour que ce sable tienne, il doit être déposé non pas sur l’assise en cours de montage, mais dans l’assise précédente.

Ces trous donnent au responsable du calepinage, l’opportunité de faire des rattrapages facilement pour conserver le principe du décalage des blocs afin de constituer des chaînage parasismiques horizontaux, mais aussi de lier verticalement les assises, par de nombreuses colonnes de sable pour obtenir un chaînage parasismique vertical.

Remplissage des assises

 

Les cinq premières assises

Configuration initiale:

Le choix du site de la pyramide fut un point stratégique du projet, construite pour tenir jusqu’à la fin des temps, la pyramide devait être sur un terrain qui soit stable, hors de portée des caprices du Nil, sur une base solide dont une partie pouvait être intégrée dans le monument et avec à proximité des carrières de pierre, pas trop dure, mais suffisamment résistantes pour en extraire les blocs de remplissage, et bien évidemment situé à l’Ouest du Nil vers le soleil couchant.

Le plateau de Gizeh offrait toutes ce caractéristiques, l’emplacement de la pyramide fut choisi à un endroit ou un petit tertre présentait déjà un commencement:

L’image ci-dessus montre tout le relief qui dépasse le plan de la base de la pyramide, ce volume servira de première carrière pour l’obtention des blocs, car aujourd’hui il a complètement disparu.

On peut supposer que le calcul de devers des architectes avait fait en sorte que le volume du monticule corresponde au volume des premières assises de la pyramide

C’est à dire  que la matière extraite de la colline permette d’extraire toutes les pierres formant les cinq premières assises.

Pourquoi cinq?

Ce chiffre est déduit des mesures de F.Petrie qui donne un socle central de hauteur 6.1 m par rapport à la base, et une somme des hauteurs de 5 premières assises arrivant à 6.1 m,  la base de ce moignon central étant un carré de 170 m de coté, soit un volume de 93 300 M³ soit 4% du volume de l’ouvrage terminé.

Mais surtout cette forme ancre solidement s’ouvrage sur le plateau en cas de séisme.

Il fallait donc tailler les blocs de remplissage de ces assises dans la colline initiale, et les stocker quelque part pour ensuite les réintégrer dans la pyramide.

L’examen de la topologie du plateau, montre à l’évidence que le meilleur endroit pour ce stockage était  au sud de la pyramide.

Le premier travail à engager a été de positionner exactement la base de la pyramide ce qui n’est pas possible sur un terrain non plat.

Pour ce faire, ils auraient pu bâtir en brique crue deux murs provisoires à 90° sur la colline, présentant une surface horizontale bien plane et une orientation déjà correcte.

Les cotés nord et Est étant les plus favorables car les plus bas en altitude.

 

A partir de cette surface bien plane, tracer exactement les deux cotés de la pyramide et commencer à creuser deux tranchées, jusqu’au niveau choisi pour la base.

A partir de là le coin NE de la pyramide étant fixé, on pouvait tracer les coins NO et SE avec précision.

Il faut comprendre que pour faire ces terrassements, les constructeurs en fait extrayaient des blocs, c’est beaucoup moins cher que de transformer la roche en poussière et la pyramide avait besoin de ces blocs.

Le problème maintenant est de savoir où poser les blocs qui vont être extraits de la colline initiale qui fut la première carrière, car la pyramide ne pouvait pas encore les recevoir et le terrain tout autour du périmètre de la pyramide n’est pas plat, ni à la bonne hauteur.

Quel volume de stockage pouvait-on anticiper?

Si les ingénieurs de la pyramide avaient optimisé le bilan déblai / remblai, le volume de blocks des 5 premières assises aurait été le volume du tertre initial moins celui du moignon central.

Cependant ce moignon central échappe à la mesure, puisqu’il est enfouis sous les pierres de la pyramide, F.Petrie en a mesuré la hauteur en deux points, dans le « puits de service » et la galerie descendante soit 6 m de la base et dans la galerie descendante on rencontre la roche originelle à 85 m de l’axe de la pyramide, ce qui a fait dire à Petrie que ce moignon faisait 170 x 170 x 6 m de dimensions. Mais c’est une approximation grossière car on en observe une partie dans le coin NE qui arrive à dépasser le niveau de la deuxième assise.

Angle NE

Ce détail peut nous faire penser que par mesure d’économie, les constructeurs ont préservé le tertre initial au maximum compatible avec leurs plans, ce qui fait qu’il est impossible de connaître exactement le volume de blocks des 5 premières assises.

Par excès le volume de blocks des 5 premières assises aurait été le volume de la pyramide sans le parement sur 6 m de hauteur, moins le moignon central imaginé par Petrie, soit 172 000 M³.

Je vais diviser arbitrairement cette valeur par trois = 50 000 M³ en considérant que les constructeurs avaient optimisé leur utilisation du tertre initial dont les formes originale et finale exactes nous resteront à jamais inconnue.

Les 5 premières assises faisant en moyenne 1.2 m de hauteur, il fallait donc une surface de stockage à plat de 40 000 M² pour poser les pierres en attente, plus un espace pour pouvoir circuler, soit un espace plat de l’ordre de 200 x 200 m qui bien évidemment aurait été à créer à partir du terrain existant.

Il est envisageable que pour cette surface les constructeurs aient bâti en briques crues, une plate forme de stockage provisoire dans la partie SE du plateau où il y a de l’espace et qui est plus basse que le niveau de la base de la pyramide.

En l’état au delà de ce principe, il m’est impossible d’aller dans plus de détail.

C’est dans cette phase qu’a été creusée la galerie d’accès des pierres au centre de la pyramide démarrant au centre de la base Est au niveau de la base et aboutissant par une rampe ascendante à hauteur de la chambre de chargement des pierres sur l’ascenseur du premier étage au niveau 4.5 m. Le bas de la chambre de chargement ayant été creusé entre 4.5 m et 6 m, ainsi que le début de la cage du premier étage entre 3 m et 6 m.

Dans cette phase ont été creusés dans la roche initiale:

  • La grotte souterraine
  • La galeries descendante
  • Le puits de service et sa mini-grotte,
  • le puits d’ascenseur du premier étage
  • la partie basse du puits d’ascenseur du deuxième étage
  • Sans oublier le « trial passage »

Les blocks extraits de la colline initiale ont donc d’abord été stockés sur la surface créée pour eux, mais le montage de la pyramide devait intégrer les blocks du parement qui eux provenaient des carrières de Tourah au bord du Nil, c’est donc que dans cette première phase de terrassement, le parvis oriental de la pyramide avait été nivelé pour permettre le passage de la chaussée de liaison entre la pyramide et la plaine du Nil.

Dans le montage de la pyramide, les blocs du parement devaient être assemblés en premier en particulier sur la première assise, car ce sont eux qui donnaient les cotes et orientations exactes.

Les quatre angles de la base NE, NO, SE, SO étant particulièrement importants car ils sont la base de la géométrie de la pyramide, toute erreur se retrouvant 146 m plus haut par les arêtes qui ne se rejoignent pas ou qui font des zig-zag, et des faces qui présentent des dents.

Pour poser facilement les blocks de la base, il fallait que la surface de stockage soit légèrement plus élevée que la base elle même, probablement de l’ordre de 0.5 m, comme la chaussée qui amenait les blocks du parement. Ainsi les blocks descendaient doucement sur leurs roulements pour être posés, mais à une vitesse suffisante cependant pour basculer et tomber en place quand leur destination finale était atteinte.

Pour les assises 2, 3, 4, 5 il fallait soulever les pierres à hauteur de l’assise qui atteignait 5 m pour la cinquième.

On trouve sur les parvis est et sud, ces fameuses fosses baptisée très poétiquement « à barque solaire » par les archéologues, qui auraient pu être remplies d’eau et contenir des flotteurs submersibles pour élever les pierres à la bonne hauteur, leurs surfaces et leurs profondeurs sont compatibles avec cette fonction.

Les fosses est sont sur le trajet de la chaussée venant du Nil, les fosses sud nous indiquent le lieu de stockage provisoire des blocs extraits du terrain initial.

Accès à la pyramide

 

Accès à la pyramide

Avant de monter sur le plateau du monte charge situé au centre de la pyramide, les pierres ont toutes fait un trajet d’approche de 900 KM pour les granites, 20 KM pour les pierres de parement et 400 m pour les pierres de remplissage.

Les pierres arrivent très proches de la base de la pyramide mais au niveau zéro, il faut encore les élever au niveau 5 m qui est le niveau du plateau du monte charge, ce qui est un challenge pour des millions de pierres et des mégalithes de 65 t.

Le site de la pyramide lui même nous donne l’indication de la solution utilisée.

On ne compte pas moins de 5 grandes fosses à proximité de la pyramide:

  • Deux sur la  face sud dont les centres sont espacés d’environ 120 m, dans les quelles on a trouvé deux embarcations démontées.
  • Deux sur la face Est à 33 m environ de la base de la pyramide dont l’axe est parallèle à la base Est et dont les centres sont espacés d’environ 120 m.
  • Une située un peu plus loin à l’est orientée dans le sens de la chaussée d’accès dont le centre est à 90 m environ de la base de la face Est.

Les fosses Est sont très semblables, environ 50 m de longueur, 7 m de largeur et 6 à 8 m de profondeur.

Ces fosses sont appelées fosses à barque par le « consensus » en référence aux barques trouvées dans les deux fosses sud.

Mais je suis d’accord avec cette appellation, car je pense qu’elles auraient pu contenir des embarcations spéciales, des flotteurs submersibles, comme dans la pyramide se Saqqarah, pour élever les blocs d’une hauteur de quelques mètres, les posant sur la plate forme d’accès à la galerie d’entrée dans la pyramide.

La fosse la plus orientale parallèle à la chaussée va devoir soulever le plus gros mégalithe pesant 65 t.

Mais peut on trouver trace de l’entrée de la pyramide de nos jours?

Quand on regarde attentivement la face Est de la pyramide à l’aide de Google Street, on trouve cette disposition en son centre: (information mondialement accessible)

EntréeFlèche

regardons de plus près:

Entrée-Porte

Sur 3 niveaux les blocs sont empilés verticalement les uns au dessus des autres sans décalage et forment un couloir de 3 assises de hauteur, soit 1.49 + 1.24 + 1.22 = 3.96 m et 2.1 m de largeur. ( les hauteurs d’assises sont prises dans les mesures de F.Petrie), avec au milieu une hauteur supplémentaire de 1.12 m sur une largeur de 1.2 m

On peut observer sur la droite un bloc gris taillé sur deux assises, chose exceptionnelle dans la pyramide et encore plus exceptionnel au niveau de la base, un bloc en bas à gauche de l’entrée qui au lieu de faire 1.49 m de hauteur ne fait que 0.55 m, un autre bloc repose sur lui qui dépasse le niveau de l’assise, lui même supportant un autre bloc moins haut qui permet de retrouver avec  trois empilages, le niveau de deux assises.

Mais ce n’est pas tout, il y a sous le deuxième bloc en hauteur à droite trois petites pierres pour ajuster son niveau en hauteur.entrée-1-Détails

Tout ça ressemble à du remplissage, pas à la rigueur constructive que l’on retrouve partout ailleurs dans la pyramide au niveau de la base!

Sur la photo on a du mal à situer les blocs de la cinquième et sixième assise qui ont été bien massacrés, il faudrait aller analyser sur place ce qu’il en est exactement.

linteau0

A ce niveau on n’a pas encore besoin de linteau, puis qu’étant au bout de l’assise, à part le bloc du parement, il n’y a pas de charge au dessus.

Sous réserve de vérification au niveau de la cinquième et sixième assise il semble bien qu’on ait à faire à la véritable entrée de la pyramide, qui avec une section de 6 x 2.1 dans la roche initiale, plus un couloir de même largeur dans la sixième et la septième assise, donne une section de 8.06 x 2.1 m capable de recevoir tous les blocs, même les plus gros mégalithes redressés, qui présentent sans leurs dispositifs de roulement une section dont les plus encombrantes font de 1.74 x 6.3 m ou 1.5 x 7.03 dans l’entrée.

On ne sait pas en cet endroit de la pyramide où commence le rocher original, il se peut donc que l’on ait sur une certaine profondeur d’enfoncement horizontal dans la pyramide, la répétition de cette pierre grise:

entrée1-special

qui interrompt le décalage des blocs de remplissage qui forment un chaînage, afin de présenter un mur vertical à parois alignées,en faisant un sondage on devrait trouver rapidement, pour donner un toit à la galerie, l’apparition, d’abord de linteaux, puis au bout d’une certaine longueur quand la pression des pierres le justifie des toits à double pente semblables à celui de l’entrée nord.

A l’endroit de cette ouverture, le parement de la pyramide n’a pu être terminé qu’après l’inhumation du roi et le colmatage de tous les volumes intérieurs compromettants. Sans étudier précisément cet emplacement on ne peut savoir à priori quelle a été la stratégie de fermeture définitive de la pyramide.

Pour apporter la preuve irréfutable que l’on a bien à faire ici à la véritable entrée rebouchée, de la pyramide, il faut trouver le premier linteau.

Et pour ça obtenir la permission d’enlever quelques pierres, ce qui sera plus facile à faire qu’obtenir l’autorisation de le faire!

Mise à hauteur des blocs avant entrée dans la pyramide:

Se pose maintenant la question, pourquoi élever les blocs sur une plateforme d’attente en hauteur, quand le niveau d’entrée est sur la base?

Le niveau de chargement des blocs sur le plateau de l’élévateur est à 4.5 m de la base, mais pour donner l’accélération qui va les faire se charger à la volée, ils avaient besoin d’un dénivelé supplémentaire de 0.5 m, donc le niveau d’arrivée de la galerie d’accès était de 5 m.

Suivant le standard du chantier, les blocs devaient parcourir le trajet d’accès seuls sur leurs roulements, donc être accélérés à une vitesse initiale pour faire en toute autonomie le parcours d’accès dans la galerie sous la pyramide.

Pour traverser la pyramide jusqu’à son centre, depuis l’entrée il y avait 100 m à parcourir à l’horizontale, puis une rampe de freinage de 15 m de long remontant de zéro à 5 m. La résistance au roulement étant de 1%, il fallait 1 m de surélévation pour la compenser, plus 0.5 m pour donner de la vitesse, soit un niveau de départ de 5 + 1 + 0.5 = 6.5 m.

Il y avait donc à l’emplacement de ce qui fut plus tard le temple du haut une plateforme provisoire au niveau 6.5 m et toutes les pierres devaient y être hissées avant d’entrer dans la pyramide propulsées par une rampe de lancement, ce fut la fonction des « fosses à barques solaires »

Sur le même principe que les flotteurs élévateurs de deuxième génération, ces fosses étaient remplies d’eau et recevaient des flotteurs capables d’élever les blocs.

Ces fosses présentent aujourd’hui une profondeur de 6 m par rapport à un sol complètement dégradé par les pilleurs de la pyramide, il n’est pas difficile d’imaginer qu’à l’époque du chantier, le sol était correctement pavé pour soutenir les pistes de circulation des pierres et la chaussée de liaison avec le temple du bas . On peut donc tabler sur une profondeur de l’ordre de 7 à 8 m à l’époque du chantier.

La forme allongée et étroite 6 x 57 m  342 M² de la section horizontale de ces fosses est tout à fait appropriées à la fonction de puits élévateur à flotteurs coulés, les blocs ayant pu peser jusqu’à 65 t il fallait pouvoir loger du personnel et du lest sur le « pont » du flotteur pour le faire couler avant de le charger du ou des blocs.

Une fois mis en attente sur la plateforme, pour entrer dans la pyramide posés sur leurs roulements, les blocs dévalaient la rampe de lancement pour parcourir les 100 m de la galerie d’accès, avant d’être freinés par la rampe montante atteignant le hauteur de 5 m  afin de se présenter à vitesse quasi nulle, devant le pas de chargement et être stoppés en attente par une butée.

Dévalant la plateforme de chargement, les blocs entraient donc dans la pyramide à une vitesse inconnue pour l’époque de 40 KM/H et mettaient 12 s pour arriver au seuil de chargement.

On comprend tout à fait ici, la nécessité d’un système de mobilité des blocs à rouleaux très performant.

 

 

 

 

Objectifs du chantier

khufu vient de monter sur le trône d’Egypte à 40 ans, ce n’est plus un poulet de l’année, il a participé avec ses 3 frères à l’administration du royaume, probablement a-t-il fait partie des expéditions de son père Snefrou au Liban et dans le Sinaï.

Aîné de la fratrie, il était destiné à hériter du royaume, son frère cadet Néfermaât premier vizir y avait des fonctions importantes, peut être y a-t-il eu comme souvent des rivalités pour avoir droit à l’éternité? Peut être a-t-il eu à « jouer des coudes » pour conserver sa primauté? On ne le saura jamais.

D’après les égyptologues il avait 10 ans quand son grand père Houni a été inhumé dans sa pyramide que jeune enfant il a vu se terminer, il a été témoin de A à Z de la construction de la pyramide rouge (ou rhomboïdale?) dans laquelle il vient d’enterrer son père Snefrou.

Il a reçu l’éducation d’un roi et donc initié à tous les secrets du savoir du moment, il sait ce qui est possible et ce qui ne l’est pas, il connait toute l’équipe des savants et ingénieurs qui a fait la pyramide de son père, il y a de grandes probabilité qu’à son accession au pouvoir, les plans de sa pyramide étaient déjà plus qu’ébauchés, son emplacement repéré, la logistique d’approvisionnement en bois, en cuivre en pierres précieuses était déjà en place pour la pyramide de son père, il n’a plus qu’à « mettre les pieds sous la table », le repas est servi.

Dans sa famille on a une vie saine, on vit longtemps pour l’époque, néanmoins à 40 ans il sait qu’il doit faire vite pour construire sa pyramide, nul n’est à l’abri d’un abcès dentaire ravageur, ou d’un mauvais accident de chasse, la pyramide doit se construire vite.

On nous dit qu’il a choisi Hémiunu, fils de Néfermaât son frère cadet pour architecte, son demi-frère Ankhaf comme responsable du projet, tous deux plus jeunes que lui et probablement pleins d’énergie.

Cependant Hémiunu ne survivra pas à la pyramide, il rend son dernier souffle dans la dix neuvième année du règne de Chéops et la pyramide n’était  pas encore terminée si l’on en croit le déchiffrage par P.Tallet des papyri trouvée sur le site du Waadi el-Jarf ancien port sur la mer rouge de la logistique d’approvisionnement en cuivre et pierres précieuse de « Akhet Khufu » l’horizon de Chéops, nom donné alors à cette pyramide.

D’après P.Tallet, ces documents témoignant d’une activité d’approvisionnement en pierres de Turah du chantier, date des dernières années du règne, c’est donc que la pyramide n’était pas encore terminée.

Ainsi, 20 ans pour la durée de construction de la pyramide est admissible.

Dans mon étude l’objectif du chantier est de terminer la pyramide en 20 ans.

Cependant, les opérations d’extraction et de montage des pierres de construction, ne viennent pas le lendemain de la décision de commencer le chantier, il a fallu passer du temps à choisir le site analyser sa géologie pour valider les carrières, sonder le socle rocheux pour s’assurer de sa stabilité, passer des ébauches de plans, aux plans finaux, parachever et terminer les calculs des monte charges qui innovent par rapport à ceux de papa, faire des maquettes, des prototypes, tester, corriger.

Très vite il a fallu mettre en chantier la construction de la ville des bâtisseurs, sa logistique d’approvisionnement avec son port, la liaison avec le Nil, le canal, les écluses, le bassin portuaire…

Passer du dossier final de conception, au dossier de fabrication, non seulement de la pyramide, mais aussi des outillages, puis réaliser les outillages, les tester pour passer à la fabrication en série.

Puis il a fallu tracer le premier sillon qui délimite la base de la pyramide, tailler la petite colline qui couvre alors ce site, pour à la fois en extraire les premiers blocs, ceux de la base, les plus gros, ce qui pour mon étude est le point de départ des opérations de fabrication et montage des blocs en série proprement dite.

J’évalue la durée de cette phase à 1/3 du délai total de 20 ans.

Il restera donc 5 000 jours pour fabriquer la pyramide elle même.

De façon arbitraire, je prends 12 H de travail par jour, la durée moyenne du jour dans l’année sous le trentième parallèle, et considère que le chantier travaillait 365 jours par an, allouant ainsi 60 000 heures au chantier pour fabriquer cette montagne de pierres.

En faisant ainsi j’ai conscience de tout l’arbitraire de ces choix, néanmoins à +/- 3 ans près sur 20 ans, les ordres de grandeurs sont là et la nature du problème à résoudre ne change pas, seul l’ajustage fin des procédés peut être remis en cause.

Il y a dans mon étude une autre zone d’approximation, les caractéristiques physiques des pierres utilisées, qui malgré tous les travaux qui on été menés sur cette pyramide (et les autres) restent non publiées, ont elles été mesurées seulement?

La densité des pierres et leur résistance à la compression déterminent directement l’énergie à dépenser pour les extraire et les élever et ont une influence directe sur l’effectif au travail donc sur le délai.

J’ai donc été réduit à prendre pour les pierres des caractéristiques connues de certaines carrières extrayant des pierres de même composition, de même nature géologique.

Cependant les spécialistes savent bien que sur un site donné, la roche n’est pas homogène et l’on peut avoir des variations de résistance considérables d’un endroit à l’autre de la carrière et probablement encore plus d’une carrière à l’autre. Rien ne remplacera la mesure directe!

De toutes façons, toute personne ayant eu à diriger de gros projets pluri-annuels engageant des milliers de personnes (c’est mon cas) sait que tout projet a ses aléas, celui de cette pyramide aura eu les siens qu’on ne connaîtra jamais.

Donc 5 000 jours , 60 000 heures pour la durée de la phase d’extraction et montage de blocs.

Pour les calculs en grand nombre, il est d’usage de passer par la notion de bloc moyen, qui est une abstraction, mais qui permet d’appréhender les grand nombres de façon concrète.

Que prendre pour bloc moyen dans cette pyramide?

F.Petrie qui a fait un travail admirable de mesures dans cette pyramide a établi toutes les hauteurs des 201 assises encore présentes qui constituent la pyramide:

Il en résulte que le bloc moyen devrait avoir une épaisseur de 0.7 m, prendre un volume de 1 M3 semble raisonnable, donc pour la suite je donnerai à ce bloc les dimensions suivantes hauteur 0.7 m longueur 1.3 m, largeur 1.1 m, volume 1 M3, poids 2.4 t.

La pyramide est constituée de 4 parties essentielles, le socle, le remplissage, le parement et la maçonnerie des chambres et couloirs, sans oublier les mégalithes des toits.

En terme de volume, cette dernière partie sera assimilée aux pierres de remplissage, cela est une approximation qui simplifie les calculs sans dénaturer la réalité.

Pour le parement qui est la « peau » de la pyramide, je prends une épaisseur de 2 m à la base et 1 m au sommet, ce qui donne une volume de peau de 106 000 M3 à retirer du volume total et a considérer séparément, car objet d’un processus différent, les carrières étant 20 KM plus au sud du plateau de Gizeh au bord du Nil.

Enfin le socle a été évalué par Petrie à 6 m de hauteur par rapport à la base et mesurant 140 m de coté, il se retire des pierres à extraire et à monter.

Il en résulte 2.4 millions de M3 pour les blocs de remplissage, soit 2.4 millions de blocs de remplissage et 100 000 blocs de parement.

C’est évidemment le nombre de bloc de remplissage qui dimensionnent l’essentiel de l’effectif à mettre au travail pour les extraire et les monter.

Le rythme moyen sur 5 000 jours sera donc de 480 blocs par jour de 12 h donc 40 blocs à l’heure, un bloc toutes les 90 s.

Ce rythme journalier moyen de 480 blocs moyens sera l’objectif moyen de production du chantier.

Un aspect important du chantier est son bilan énergétique:

Les fouilles de la ville des travailleurs ont conduit à une évaluation comprise entre  1 600 et 2 000 du nombre de travailleurs « de force ».

Ces travailleurs, les NFRW (entendre néférou), « les jeunes », les « efficaces », sélectionnés comme une équipe de sportifs professionnels d’aujourd’hui, bien nourris, bien motivés. Intrinsèquement sur une longue durée avec répétition journalière, ils pouvaient délivrer sans s’épuiser une puissance moyenne de 80 W soit une énergie de 1 KWH par jour.

Le chantier disposait donc d’une puissance totale « humaine » comprise entre 130 et 160 KW ou d’un réservoir d’énergie journalier de 1 600 à 2 000 KWH.

Élever 480 pierres moyennes de 2.4 t de 40 m consomme une énergie de 125 KWH, ce qui ne « coûte » que 125 NFRW en effectif moyen nécessaire, ce n’était pas la mer à boire!

Mais ces pierres devaient auparavant être extraites de la carrière puis faire un trajet de l’ordre du kilomètre pour atteindre leur emplacement définitif. En admettant pour fixer les idées que 20% de l’effectif faisait autre chose qu’extraire et déplacer les pierres, il ne restait plus qu’entre 1 100 et 1 400 NFRW pour ces deux tâches, soit environ 2.6 KWH par bloc moyen d’énergie disponible pour ces deux processus.

On le verra plus loin, les constructeurs avaient une méthode très performante pour arracher les blocs prêts à l’emploi à la carrière, mais il fallait néanmoins consentir 2.4 KWH par bloc moyen.

Il ne restait plus alors que 0.2 KWH pour transporter les blocs à l’horizontale sur un trajet moyen de 1 KM, ce qui limite à 700 N l’effort pour déplacer une pierre de 2.4 t à l’horizontale soit l’équivalent d’un coefficient de frottement au  maximum de 3 %, ce qui élimine d’entrée tout recours à des traîneaux glissant sur des rampes pour déplacer les pierres, car alors le coefficient de frottement aurait été de l’ordre de 20%.

On peut donc constater dès le départ que le bilan énergétique emplois / ressources du chantier rend celui – ci faisable à condition que les constructeurs disposent d’outils et méthodes qui ont un rendement énergétique très proche de UN.